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Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 7496 (2023) Citar este artículo

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El envío de las cuadrillas de EMS (ambulancias) a los pacientes en espera y luego dirigir a los pacientes, que ya están a bordo, a los departamentos de emergencia (ED) apropiados, es un problema de decisión no trivial. En muchos sistemas médicos de emergencia, el despachador médico lo maneja utilizando varias estrategias, a veces prefiriendo la unidad más cercana. Sin embargo, la aplicación de una estrategia incorrecta puede derivar en el traslado de pacientes en estado agudo, que requieren ayuda médica muy especializada, a SU de baja especialidad con capacidades de tratamiento insuficientes. Luego, necesitarían ser retransferidos a unidades de referencia, prolongando sustancialmente el tiempo para recibir tratamiento. En algunos casos, tal demora puede hacer que el tratamiento sea menos efectivo o incluso imposible. En este trabajo proponemos dos problemas de optimización matemática multicriterio, el primero nos permite calcular la asignación de ambulancia a paciente, el segundo para establecer la asignación de paciente a hospital. Estos problemas no solo tienen en cuenta el criterio de tiempo de soporte, sino que también se optimizan para la especialidad de atención que recibe cada paciente. El problema de despacho de urgencias propuesto permite tanto el traslado directo de pacientes a unidades de referencia como su retransferencia desde urgencias no referenciales. El rendimiento del enfoque propuesto se prueba en simulaciones con casos de emergencia de la vida real del conjunto de datos NEMSIS y se compara con estrategias de asignación clásicas. Las pruebas mostraron que el enfoque propuesto es capaz de producir resultados de despacho mejores y más adecuados que otras estrategias probadas. Además, proponemos un marco para integrar los problemas de optimización propuestos en el proceso actual de despacho de EMS/ED.

El envío de ambulancias a los pacientes y luego a los pacientes a los departamentos de emergencia apropiados es un proceso de decisión de varias etapas. Por un lado, en una situación de emergencia, la ayuda debe llegar lo antes posible. Por otro lado, sin embargo, el servicio debe estar bien adaptado a las condiciones del paciente. Actualmente, se pueden utilizar varias estrategias de envío de EMS: envío de la unidad inactiva más cercana, maximización de la cobertura general o maximización de la preparación del sistema EMS1,2,3. Lo que es más importante, la estrategia de enviar la ambulancia más cercana demostró ser subóptima ya en 1972 y fue confirmada por otros trabajos de investigación4,5,6.

Es más, cabe señalar que en muchos sistemas EMS las ambulancias difieren según los niveles de especialidad que pueden ofrecer a los pacientes. Un ejemplo es el sistema médico de emergencia nacional de Polonia7, donde las ambulancias se diferencian según la especialidad que brindan a los pacientes. A saber, existen los siguientes tipos de unidades EMS:

Básico: ambulancia con al menos 2 miembros del personal que sean paramédicos o enfermeras,

Especialista: ambulancia con al menos 3 miembros del personal, uno de ellos médico del sistema,

HEMS: servicio médico de emergencia en helicóptero, con al menos 3 miembros del personal, uno de ellos es un médico del sistema,

Unidades colaboradoras: organizaciones que normalmente no brindan servicios públicos de EMS, pero que pueden ser enviados si es necesario (por ejemplo, el Cuerpo de Ambulancias de la Orden de Malta en Polonia).

En muchos países europeos, el proceso de gestión de una llamada de emergencia médica es el siguiente: primero, la persona que llama marca un número de emergencia. En toda la Unión Europea pueden marcar el 112, el número de emergencia general europeo. Si se llega al 112, la llamada generalmente la toma un despachador no médico, que actúa como el primer clasificador. Cuando el despachador no médico decide que la llamada es médicamente válida, transferirá la llamada a un despachador médico profesional dedicado. El despachador médico luego investigaría más a fondo la llamada, la clasificaría adecuadamente y se encargaría de asignar una unidad de EMS adecuada, si lo considerara necesario. Este despachador médico también ayudaría a la tripulación de la ambulancia a encontrar un hospital de destino apropiado. Por ejemplo, este modelo está presente en Austria y Alemania. En este enfoque, otros servicios (por ejemplo, la brigada de bomberos) tienen sus propios despachadores, quienes manejarían la llamada que requiere su apoyo. Sin embargo, los problemas de decisión que enfrentan esos despachadores están fuera del alcance de este documento.

En algunos países, también es posible omitir el número 112 y comunicarse directamente con el despachador médico profesional de EMS, a través de un número exclusivo. Ejemplo de tales países son: Polonia, Rumania y Francia. También es posible otro modelo operativo, mucho menos común, en el que la llamada es manejada completamente por el despachador 112 no médico. Tal modelo está presente en Finlandia8.

Cuando está presente en el proceso, el despachador médico debe enfrentar un problema de toma de decisiones al hacer un balance entre el tiempo requerido para que llegue la ambulancia y la especialidad que la tripulación puede ofrecer a los pacientes. A menudo, este proceso se puede facilitar mediante el uso de un software de despacho de prioridad médica dedicado, que se analiza más adelante en el documento. Sin embargo, el software ayuda a clasificar y categorizar las llamadas, pero no optimiza directamente qué unidad exacta (en términos de su indicativo) es la mejor para responder. Las decisiones tomadas pueden afectar las posibilidades de tratamiento posteriores. Por ejemplo, enviar una ambulancia sin posibilidades de teletransmitir el ECG al centro regional especializado para consultas puede dar lugar a diagnósticos erróneos de patologías cardíacas graves, incluido el infarto de miocardio con elevación del segmento ST (IAMCEST)9. Por lo tanto, en las decisiones óptimas de envío de ambulancia a paciente, se requiere tener en cuenta tanto el tiempo hasta la llegada como la especialidad de las unidades.

Una vez que la unidad de EMS está en el sitio, el equipo profundiza en el diagnóstico de la condición del paciente. Luego, con base en los resultados, se debe tomar una decisión adicional para seleccionar el Departamento de Emergencias (DE) apropiado teniendo en cuenta tanto la especialidad requerida para el paciente como el tiempo estimado de llegada. En Polonia, los servicios de urgencias forman parte del sistema nacional de urgencias médicas7. Al igual que las ambulancias, los ED también ofrecen diferentes niveles de especialidades: ED locales, centros regionales de especialistas, centros de traumatología. En este trabajo nos estaremos refiriendo a los dos últimos tipos como ED referenciales y al local como ED no referencial. De manera similar a la asignación de ambulancias a los pacientes, el problema de identificar el servicio de urgencias correcto para un paciente determinado es un proceso de toma de decisiones no trivial que requiere establecer un compromiso entre la proximidad al servicio de urgencias y la especialidad necesaria en la condición del paciente. De acuerdo con las regulaciones polacas, el establecimiento del servicio de urgencias al que se debe llevar al paciente resulta de la colaboración conjunta del despachador con el jefe del equipo médico de emergencia que atiende al paciente.

Algunas condiciones agudas requieren un tratamiento rápido altamente especializado en una unidad de referencia dentro de un tiempo determinado desde el inicio de los síntomas. Algunos ejemplos de ellos son: disección aórtica (que debe tratarse lo antes posible), IAMCEST (tratamiento más efectivo dentro de los 90 min. del primer contacto médico) o embolia pulmonar masiva (tratamiento más efectivo dentro de las 48 h posteriores al inicio)10,11, 12 Para que el tratamiento sea efectivo, el paciente debe ser trasladado al hospital de referencia, ya sea directamente desde la escena o mediante retransferencia desde una unidad no referencial. Sin embargo, la retransferencia puede agregar algunos retrasos importantes en el tiempo hasta el tratamiento, lo que dificulta que el tratamiento posterior sea efectivo. Por lo tanto, es necesario encontrar una estrategia óptima de asignación de pacientes a hospitales que tenga en cuenta tanto la especialidad como el tiempo hasta el tratamiento.

En este artículo proponemos un novedoso problema de optimización multicriterio para problemas de asignación de ambulancia a paciente y de paciente a hospital, que tienen en cuenta objetivos como el tiempo y la especialidad del servicio de emergencia ofrecido. Los requisitos de tiempo y especialidad no son uniformes entre los pacientes en estado agudo y dependen en gran medida de su condición médica. Tomamos este hecho en consideración en nuestros problemas de optimización al optimizar tanto el tiempo de soporte como la especialidad recibida por cada paciente. Esto se hace para cada paciente individualmente (paciente por paciente). En ese sentido, nuestro objetivo es diseñar una herramienta de asignación óptima de ambulancia a paciente y de paciente a hospital, que identifique las mejores decisiones de envío actualmente posibles teniendo en cuenta las condiciones clínicas de los pacientes. La herramienta está destinada a facilitar las decisiones de los despachadores brindándoles recomendaciones.

En el documento, se entiende que el despacho establece la mejor asignación posible de ambulancias precisas a pacientes precisos, y otros servicios de urgencias precisos para estos pacientes. Se realiza teniendo en cuenta el estado operativo actual del sistema EMS (p. ej., número de ambulancias disponibles, número de camas de hospital disponibles, tiempo de llegada de una ambulancia determinada al paciente o tiempo de llegada al hospital de destino). Esto contrasta con la comprensión del envío como triaje y categorización de llamadas de emergencia, que a veces se encuentra en la literatura. Los problemas de optimización propuestos en este trabajo tienen como objetivo mejorar el sistema de soporte de decisiones para ayudar al despachador médico a asignar ambulancias a pacientes con condiciones agudas y luego a los pacientes a los departamentos de emergencia, que pueden tratar de manera eficiente las condiciones de los pacientes. El problema propuesto permite también la re-referencia de pacientes entre hospitales no referenciales y referenciales. Además, en este artículo también proponemos un marco de integración de los problemas propuestos en el proceso actual de toma de decisiones de despacho.

El objetivo de este artículo es mostrar la importancia de considerar no solo un único criterio (principalmente el tiempo) en la optimización de las asignaciones de ambulancia a paciente y de paciente a hospital, sino también otros criterios relacionados con la especialidad que ofrece una determinada unidad en el tratamiento de una determinada afección médica urgente. También pretendemos mostrar la importancia de considerar los requerimientos médicos de los pacientes sobre aquellos criterios expresados ​​en términos de aspiraciones/reservas en el proceso de optimización. El documento destaca que es técnicamente posible y médicamente deseable incorporar los criterios de especialidad en la optimización de la asignación de recursos. Los resultados de nuestro trabajo se pueden usar en combinación con el software de categorización de llamadas que se usa actualmente (por ejemplo, el Sistema de despacho de prioridad médica—MPDS) y con los protocolos de transporte de pacientes actualmente existentes. Estos se pueden utilizar como entrada para los problemas de optimización propuestos, mejorando la capacidad de asignar la unidad adecuada, tanto en términos de tiempo como de criterios de especialidad.

Para lograr este objetivo, proponemos dos problemas de optimización de programación lineal entera mixta (MILP) de criterios múltiples para optimizar las decisiones de asignación de EMS. El primer problema propuesto produce un despacho de ambulancia a paciente óptimo según Pareto, basado en los requisitos de los pacientes sobre el tiempo de llegada de las ambulancias y la especialidad ofrecida. Estos requisitos se establecen por paciente con respecto a su condición clínica. El segundo problema propuesto produce una asignación paciente-hospital óptima de Pareto, que también tiene en cuenta los requisitos de todos los pacientes en cuanto al tiempo de llegada y la especialidad del servicio de urgencias, estimado en función de su estado clínico.

Para reducir la morbilidad y mortalidad que puede resultar de la fase aguda de una enfermedad o lesión, es fundamental que el procedimiento de respuesta de la ambulancia se asegure rápidamente y que el paciente sea transportado al hospital correcto, según las necesidades del paciente y la capacidad actual. de los servicios médicos de emergencia. Para ello, se debe estimar el estado de salud del paciente y el tiempo de espera máximo posible necesario para prestar los primeros auxilios médicos cualificados13. Las principales causas de muerte en el mundo incluyen las enfermedades cardiovasculares. Las investigaciones indican que más de 4 millones de europeos mueren cada año por ese motivo. Según la investigación realizada en 2016-2017 en Katowice, Polonia, las causas más comunes de las intervenciones del Servicio Médico de Emergencia fueron las emergencias internas no traumáticas, que con mayor frecuencia incluyeron: hipertensión, fibrilación auricular, infarto de miocardio, edema pulmonar, bloqueos auriculoventriculares, accidentes cerebrovasculares , enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y diagnóstico de asma bronquial14. Además, las emergencias médicas más comunes incluyen un paro cardíaco repentino, que puede ser causado por hipoxia, taponamiento cardíaco, envenenamiento, alteraciones iónicas y shock. Síntomas como dolor abdominal, dolor en el brazo que se irradia a la mandíbula, dolor de cabeza inusual, sangrado intenso y confusión siguen siendo preocupantes15.

Como se mencionó, las arritmias cardíacas y las enfermedades cardiovasculares son las razones más comunes para las intervenciones del Servicio de Emergencias Médicas. Las amenazas directas para la vida incluyen los síndromes coronarios agudos, la embolia pulmonar o el aneurisma de la aorta abdominal, que, si no se tratan, pueden causar la muerte en un corto período de tiempo. Las enfermedades cardiovasculares continúan siendo las principales causas de muerte en el mundo, de las cuales el 50% son causadas por cardiopatía isquémica16. Según los datos del Instituto de Métricas y Evaluaciones de la Salud de 2017, 1,6 millones de personas en Polonia desarrollaron cardiopatía isquémica. Por otro lado, los datos puestos a disposición por el Fondo Nacional de Salud muestran que en Polonia se registraron más de 85.000 síndromes coronarios agudos en 2021. También se han notificado casos de síndromes coronarios agudos, con cerca de 67.000 infartos de miocardio17.

Los síndromes coronarios agudos (SCA) son causados ​​principalmente por un desequilibrio entre la demanda de oxígeno del miocardio y su suministro. La causa de la limitación de oxígeno suele ser la presencia de placa aterosclerótica en las arterias coronarias, pero también puede haber arritmias cardíacas y complicaciones después de un shock hemorrágico. Los SCA incluyen infarto de miocardio con elevación del ST (IAMCEST), infarto de miocardio sin elevación del ST (IAMSEST) y angina inestable18. El síntoma principal con el que los pacientes acuden a urgencias es el dolor súbito o la opresión torácica, generalmente de localización retroesternal con irradiación a los hombros, ángulo de la mandíbula y codos19. El diagnóstico se basa en el registro del electrocardiograma (ECG) recibido, que debe realizarse dentro de los 10 minutos del primer contacto con el sistema de salud y en base a los síntomas clínicos. Actualmente, las ambulancias están equipadas con una máquina de registro de ECG, lo que permite un diagnóstico rápido. Si hay una elevación del segmento ST, diagnosticamos STEMI; si hay una elevación del segmento no ST, debemos medir el nivel de troponinas, cuyos niveles elevados pueden indicar un infarto de miocardio. Una vez reconocida la elevación del segmento ST, el paciente requiere terapia de reperfusión rápida según las últimas guías europeas o intervención coronaria percutánea (ICP)20. Los pacientes diagnosticados con infarto de miocardio deben ser transportados por el Servicio Médico de Emergencia a un centro con capacidad para PCI lo antes posible. Para un paciente que no es capaz de PCI primaria, la terapia fibrinolítica debe iniciarse en menos de 10 minutos. Las recomendaciones actuales dicen que el paciente debe ser transportado al centro de hemodinámica más cercano en guardia las 24 horas, y no al hospital más cercano. Cuando un paciente con IM con elevación del segmento ST (IAMCEST) llega a un hospital que no pertenece a la UCI, debe ser trasladado de inmediato a una unidad de cardiología invasiva21. Un paciente que se presente en un hospital donde se pueda realizar una ICP debe recibir tratamiento en no más de 60 a 90 minutos si falla el tratamiento fibrinolítico; sin embargo, el retraso máximo desde el diagnóstico de STEMI hasta la reperfusión durante la ICP según la sociedad cardíaca polaca es de 120 minutos si un Se elige la estrategia de ICP primaria en lugar del tratamiento fibrinolítico. Cuando no es posible la ICP inmediata, se debe considerar la farmacoterapia con tratamiento invasivo, donde la coronariografía se realiza dentro de las 24 h22.

Aparte de lo anterior, casi el 5% de los pacientes que llegan a urgencias son aquellos con síntomas neurológicos. Sang-Beom et al. en su investigación distinguieron un predominio significativo de pacientes con síntomas de ictus, crisis epilépticas y estado epiléptico entre las urgencias neurológicas. Entre los accidentes cerebrovasculares, el 80-90% de los casos son pacientes con accidente cerebrovascular isquémico debido a embolia o patología vascular extracerebral, y el diagnóstico erróneo se ha asociado con un aumento de las tasas de mortalidad23. El accidente cerebrovascular isquémico es la segunda causa más común de muerte y discapacidad a largo plazo de adultos en todo el mundo, y la incidencia de esa enfermedad aumenta con la edad. La terapia fibrinolítica es un tratamiento eficaz para pacientes con accidente cerebrovascular y la ventana terapéutica para la terapia con activador del plasminógeno de tipo tisular intravenoso es de 3 a 4.5 h desde el inicio de los primeros síntomas; sin embargo, solo alrededor del 25% de los pacientes en planta reciben tratamiento trombolítico dentro de la ventana de tiempo indicada24,25. El diagnóstico y la implementación del tratamiento de pacientes con síntomas de lesión aguda del sistema nervioso central determina la efectividad de la terapia planificada, pero a menudo los pacientes llegan a un hospital intermedio que no tiene una unidad de ictus o carece de capacidades diagnósticas y terapéuticas, lo que retrasa el momento de la trombólisis. . Para no retrasar la ventana terapéutica, el equipo de urgencias debe avisar al personal de la unidad de ictus para reducir la aparición de retrasos intrahospitalarios, mientras que los centros de neuroimagen en el tratamiento de pacientes con ictus sin experiencia y sin equipamiento tienen indicación para utilizar la consulta remota con referencia centros26. Como resultado, solo los hospitales apropiados pueden brindar tratamiento a los pacientes con accidente cerebrovascular.

La introducción de la trombólisis intravenosa con activador del plasminógeno de tipo tisular recombinante (rtPA, alteplasa) para tratar el accidente cerebrovascular isquémico agudo requirió una revolución en la organización de la atención del accidente cerebrovascular. El reconocimiento de que "el tiempo es cerebro" impulsó campañas de concientización públicas y prehospitalarias efectivas, como la prueba "Face, Arm, Speech, Time" (FAST)27 y la clasificación prehospitalaria rápida a los centros designados.

La organización de la atención del ictus depende de la geografía local, pero la implementación de vías dedicadas al ictus agudo varía ampliamente. Los centros integrales de accidentes cerebrovasculares brindan todos los aspectos de la atención de accidentes cerebrovasculares agudos. La clasificación de los pacientes elegibles para la trombectomía endovascular directamente a un centro integral de accidentes cerebrovasculares (el modelo de "nave nodriza") puede mejorar la probabilidad de un buen resultado, incluso si otros hospitales están más cerca. Los centros de accidentes cerebrovasculares primarios suelen ser centros más pequeños que inician la trombólisis intravenosa y transfieren a los pacientes aptos para la trombectomía endovascular a un centro integral de accidentes cerebrovasculares, el llamado modelo de "goteo y envío"28. El aspecto clave de cualquier modelo de servicio de ictus es que los pacientes pueden acceder a la experiencia de especialistas, neuroimagen y atención de la unidad de ictus sin demora29.

En todo el mundo existen directrices aceptadas y protocolos dedicados para el tratamiento de pacientes en condiciones que amenazan la vida y su transferencia a centros dedicados. Las pautas del Consejo Europeo de Resucitación de 2021 indican que un paciente que sufre un paro cardíaco debe ser transportado a un centro dedicado para el tratamiento de causas reversibles de paro cardíaco, según las pautas locales30. Luego se desarrollan pautas locales para muchos lugares. Por ejemplo, en los EE. UU. se han desarrollado protocolos de transporte local en todo el estado. Estos están presentes, por ejemplo, en: Alabama31 y Delaware32. Se discuten brevemente en esta sección.

En Delaware, las guías para pacientes con diagnóstico de infarto de miocardio con elevación del segmento ST se basan en las mismas indicaciones para trasladar al paciente lo antes posible a un centro capaz de realizar una ICP de intervención coronaria percutánea con tratamiento farmacológico concomitante. Para los pacientes pediátricos, las pautas apuntan a la noción de compresiones torácicas efectivas seguidas del transporte del paciente pediátrico desde la escena a un centro equipado con ECMO lo más rápido posible. De manera similar, el estado de Alabama también ha adoptado un protocolo para desviar los hospitales de atención primaria para pacientes con síndromes coronarios agudos e infarto de miocardio con STEMI a hospitales con un laboratorio de cateterismo accesible (PCI).

Consideremos ahora las pautas para los pacientes con accidente cerebrovascular. Delaware recomienda transferir inmediatamente a un paciente con accidente cerebrovascular al centro especializado en accidentes cerebrovasculares más cercano certificado por el estado de Delaware. Para ello, se adoptaron criterios para pacientes con VAN (Vision, afasia, negligencia) negativos y LKW (último bien conocido) con un tiempo en el que fueron vistos por última vez sin síntomas de ictus de menos de 4,5 h, se debe ingresar en el centro especializado en ictus más cercano. ser considerado. Para pacientes con VAN positivo y LKW de más de 4,5 h, se debe considerar el transporte del paciente directamente a un centro de trombectomía certificado. De manera similar, se adoptan los mismos procedimientos para los pacientes con accidente cerebrovascular en Alabama.

Además de los casos cardíacos y de accidentes cerebrovasculares, también existen pautas para evitar las instalaciones locales para pacientes con traumatismos y quemaduras. Los pacientes evaluados con Glasgow Coma Score < 13 y presión sistólica baja y recuento respiratorio < 13 deben ser trasladados primero a un centro altamente especializado. También se recomienda en Delaware que, en caso de una lesión evidente, el paciente sea transportado al centro de traumatología del más alto nivel. La lista detallada de lesiones obvias se puede encontrar en la Ref.32. Directrices similares sobre el manejo del trauma también se encuentran en el protocolo de Alabama. Sin embargo, el protocolo obliga a derivar al paciente al SU más cercano en caso de: pérdida de vía aérea, inestabilidad hemodinámica sin acceso vascular y sangrado externo no controlado.

Cuando se trata de quemaduras, se requiere que los pacientes sean transportados a un centro de quemados sin pasar por el centro más cercano según el porcentaje del área quemada y si se produjeron quemaduras respiratorias. La evaluación de si un paciente dado debe ser transportado a un centro de quemados se puede hacer usando la regla de los nueves, también dada en los protocolos.

Hay muchas condiciones de emergencia que pueden conducir a la muerte. Por ello, es fundamental actuar en el ámbito prehospitalario a la hora de trasladar al paciente al hospital. Muchas de las condiciones agudas tienen una ventana terapéutica, es decir, un tiempo máximo para implementar la terapia desde el momento de los primeros síntomas preocupantes. Retrasar la atención médica adecuada en una unidad especializada, en estado grave, prácticamente no garantiza la supervivencia. Si un paciente es trasladado a un hospital que no cuenta con equipo y personal especializado, retrasamos el tiempo de atención a costa del traslado del paciente a un centro especializado.

La organización, operación y previsión de los Servicios Médicos de Emergencia es un tema de extensa investigación. Los sistemas informáticos pueden ayudar a tomar decisiones adecuadas y oportunas para respaldar las operaciones de todo el sistema EMS, p. notificaciones del personal necesario para atender una determinada emergencia33,34.

Dentro de ese campo, se ha publicado un número sustancial de trabajos de investigación centrados en el uso de métodos de investigación operativa (IO) para este propósito. Los autores de la Ref.35 identificaron que los investigadores se enfocan en aplicar OR en los siguientes problemas de la organización de EMS: ubicación de ambulancias con su posterior reubicación, envío y enrutamiento de ambulancias, interacción de EMS con el sistema de salud general, así como pronóstico de llamadas y disponibilidad y programación de la tripulación. También señalan que un área de investigación importante es el desarrollo de herramientas de simulación/validación. Estas observaciones han sido respaldadas por los autores de otro artículo de revisión2, quienes subrayaron también la necesidad de la contratación de personal y la optimización de las operaciones de la flota y de Ref.1 que revisaron los problemas en la logística de EMS.

En las Refs. 36, 37, 38, 39 se dan algunos usos interesantes de los modelos OR para la planificación de sistemas médicos de emergencia, algunos de los cuales también investigan las medidas de equidad40. También se han publicado varios artículos importantes en el campo de la previsión41 y en el manejo de pacientes una vez en el servicio de urgencias o en el hospital42,43,44. Sin embargo, estos no están directamente relacionados con el alcance de este documento y, por lo tanto, se brindan solo como referencia para un lector interesado.

Desde la perspectiva de la declaración, este documento se basa en los problemas de despacho/asignación/ruteo de ambulancias. Estos problemas han sido de gran interés para la investigación. Jangtenberg con coautores estudió el envío de ambulancias aplicado a la práctica holandesa6,45. No solo propusieron una nueva estrategia de despacho que superó al inactivo más cercano, sino que además propusieron un modelo de referencia para el despacho óptimo de ambulancias fuera de línea. El despacho de EMS teniendo en cuenta la priorización de llamadas de equidad se estudió en Refs.46,47, donde Enayati et al. enfocado también en la ubicación óptima simultánea de ambulancias. La noción de optimización simultánea del envío y la ubicación de las ambulancias también se aplicó en la Ref.48. Los autores describieron en el ejemplo de los datos de EMS de Portugal que el uso de herramientas OR con estrategias de despacho más avanzadas puede dar mejores resultados que hacerlo a mano bajo el criterio de inactividad más cercano. La optimización de la reubicación y las políticas de despacho también fueron estudiadas por Siong Lim et al.49, quienes revisaron los modelos dinámicos de reubicación de ambulancias desde la perspectiva de las políticas de despacho. Su artículo también presenta una comparación de diferentes políticas de envío de EMS. Sin embargo, Boutilier et al.50 propusieron combinar la optimización de la ubicación y la ruta de las ambulancias en la ciudad de Dhaka, Bangladesh.

Una noción interesante en la optimización del despacho es la integración de la consideración de diferentes tipos (especialidades) de ambulancias51,52,53, es decir, (ALS)—Advance Life Support y (BLS)—Basic Life Support que se asignan a llamadas de emergencia en función de la gravedad del caso. Knight et al.54 evalúan la gravedad con funciones de probabilidad de supervivencia y operan el sistema EMS para maximizar su valor esperado. Como muestran Stout et al.55 , el hecho de operar un sistema EMS todo ALS permite reducir la complejidad del triaje de llamadas y de definir qué tipo de unidad debe responder. Lo que es más, en dichos sistemas no existe la posible necesidad de una clasificación secundaria en el lugar del siniestro (por ejemplo, llamar a un tipo de ambulancia diferente para recibir asistencia). Sin embargo, esto tiene el costo de una posible prolongación del tiempo hasta la llegada y de la dilución de ciertas habilidades paramédicas. Esto último es especialmente importante, ya que según Stout et al., solo en el 10% de las llamadas se requieren habilidades de ELA.

Al describir el estado actual del arte en el envío de ambulancias, debemos mencionar el software general de Despacho Médico de Emergencia, y específicamente el Sistema de Despacho Médico Prioritario (MPDS). Es un sistema de software que tiene como objetivo categorizar las llamadas médicas de emergencia en categorías numéricas basadas en quejas y asignarles una prioridad de manejo determinada. El sistema proporciona al despachador preguntas detalladas, que luego se le hacen a la persona que llama. Basándose en sus respuestas, el sistema categoriza la llamada, asigna la prioridad de manejo. Luego, las llamadas pueden tener un subgrupo y un modificador asignado para ayudar a los respondedores a conocer los detalles del caso que deben tratar. La categoría, prioridad, subgrupo y modificador juntos forman el denominado determinante MPDS56. El MPDS es ampliamente utilizado en todo el mundo y en la propia Europa para el triaje y categorización de las llamadas57. Se ha comprobado que el uso del sistema MPDS tiene alta sensibilidad pero moderada a baja especificidad en el envío de unidades apropiadas a pacientes que requieren ELA58,59. A pesar de este problema, Dong et al. mostró que el uso de una versión optimizada de MPDS en China condujo a una mayor consistencia en el diagnóstico del síndrome coronario agudo y redujo el tiempo de llegada de la llamada al paciente60.

Sin embargo, la versión clásica de la herramienta se limita a categorizar las llamadas y no a nombrar (en términos del indicativo exacto) la mejor unidad para responder61. Dado que los métodos de optimización buscan identificar las mejores decisiones posibles, combinarlos con MPDS puede ser una buena idea. Primero se podría categorizar la llamada usando MPDS y luego encontrar la mejor ambulancia exacta que debería responder a la llamada a través de la optimización matemática. Se propuso un enfoque similar en la Ref. 47, donde los autores realizan la optimización de la asignación (despacho) de ambulancias con criterios múltiples considerando diferentes niveles de prioridad de las llamadas de emergencia recibidas. Aunque no indican que las prioridades se asignen mediante MPDS, se puede deducir fácilmente que MPDS podría ser un buen candidato para realizar esta tarea.

Después de que el equipo de EMS termine de estabilizar la condición del paciente, se identificará el departamento de emergencia correcto. Estos problemas también se han estudiado en la literatura, principalmente como problemas de enrutamiento o asignación de ambulancias. Talarico et al.62 investigaron el enrutamiento de ambulancias que transportan pacientes con diferentes niveles de agudeza, pero no han distinguido los SU en función de la especialidad que pueden ofrecer a los pacientes. Esto se ha incluido como un criterio adicional a través de la escalarización de suma ponderada en Ref.63. Acuña et al.64 también incluyeron la competencia de los SU en la optimización de la asignación de ambulancias teniendo en cuenta el posible hacinamiento en los SU. Los autores han considerado la especialidad a través de restricciones en el problema de optimización. Una contribución importante en el campo de la asignación de casos emergentes a los SU es la de Leo et al.65, donde los autores incluyen tanto la especialidad de las unidades (como criterio adicional, con escalarización de suma ponderada) como la gestión de la carga de trabajo de los SU.

Desde el punto de vista médico, se han desarrollado muchos protocolos de transporte de pacientes. Estos documentos brindan pautas a los equipos de respuesta sobre dónde transportar a un paciente determinado. Se dan algunos ejemplos de ellos para Alabama31 y para Delaware32. Dan información sobre dónde y cómo transportar a un determinado paciente, en función de determinados criterios clínicos. Por ejemplo, en Alabama se recomienda que el personal de la ambulancia considere transportar a un paciente con STEMI a un hospital que cuente con un laboratorio de cateterismo. Sin embargo, si el personal de la ambulancia no está seguro del hospital de destino adecuado, se debe contactar a los directores médicos en línea (OLMD) para obtener ayuda. De manera similar, en Delaware, dicho paciente debe ser transportado cuando sea práctico a un centro con capacidad PCI, sin pasar por el hospital más cercano. Un poco más estrictos son los planes del Sistema Médico de Emergencia Polaco, establecidos para cada uno de los 16 voivodados polacos. Como ejemplo, en el voivodato de Swietokrzyskie se nombran las direcciones exactas de los hospitales capaces de realizar determinados procedimientos médicos de emergencia. El plan deja la elección de la unidad más adecuada para un determinado paciente X al criterio conjunto del despachador médico y del jefe del equipo médico66.

Desafortunadamente, no existen tales protocolos para todas las condiciones, y no en todas partes se establecieron. Los autores de la Ref.67 destacaron que el 78 % de los estados de EE. UU. habían implementado planes de clasificación y destino de EMS para traumatismos, alrededor del 33 % para quemaduras, accidentes cerebrovasculares y STEMI, mientras que solo el 10 % para paro cardíaco. Esto está en consonancia con otros hallazgos de los autores de la Ref.68, que identificaron solo 16 estados con protocolos de transporte específicos para pacientes con accidente cerebrovascular causado por la oclusión de grandes vasos (LVO). Lo que es más, incluso si los protocolos se adoptan bien con redes de atención de pacientes dedicadas a nivel nacional establecidas, también puede ocurrir una dirección errónea de los pacientes. Esto se informa para los países europeos cuando se refieren a pacientes con IAMCEST, para quienes la intervención rápida en un hospital con capacidad para ICP es crucial para reducir la mortalidad69,70. Además, los propios protocolos proporcionan pautas sobre cuándo evitar el SU más cercano y trasladar al paciente directamente a una unidad de referencia. En ese sentido, no asignan un SU dado (en términos de su dirección exacta) a un paciente X determinado y preciso. Tampoco tienen en cuenta el estado operativo actual del sistema EMS, por ejemplo, en términos de disponibilidad actual de hospitales. camas Es por ello que estos protocolos deben ser considerados como insumo a los procedimientos de optimización, que se encargan de asignar un hospital muy preciso a un determinado paciente en urgencia.

Nuestra revisión de la literatura destacó que existen algunos sistemas de despacho interesantes (MPDS) y protocolos de transporte EMS que se utilizan actualmente. Sin embargo, los sistemas de despacho se enfocan principalmente en realizar la clasificación de llamadas y asignarles una prioridad dada. No realizan el despacho tal y como lo entiende la comunidad OR, es decir, no dan información exacta sobre qué unidad (identificada a través de su indicativo) es la mejor para responder a una emergencia dada. Cuando se trata de protocolos de transporte de EMS, brindan pautas sobre qué tipo de emergencia debe considerar el personal de la ambulancia para llevar al paciente a un servicio de urgencias especializado. Los protocolos no dicen exactamente que un determinado paciente X debe ser llevado al hospital Y, considerando el estado operativo actual del sistema EMS completo. Estos sistemas y protocolos pueden integrarse bien con técnicas de optimización. Pueden actuar como pautas de entrada, ya sea estimando la prioridad de la llamada o estableciendo estándares sobre qué especialidad debe ofrecer el hospital de destino a un paciente que padece una afección médica específica. Luego, tomando esta información médica, se pueden aplicar técnicas de investigación operativa (OR) para determinar y asignar la mejor unidad actual para responder a una emergencia (ya sea una ambulancia o un servicio de urgencias). Nuestro artículo tiene la intención de llenar este vacío, mediante la combinación de métodos OR que permiten asignar unidades exactas a pacientes exactos en una forma óptima de Pareto. Esto se hace considerando la condición clínica de los pacientes y el estado operativo actual del sistema EMS.

A pesar de que el quirófano en la organización de los SEM es un tema de extensa investigación, la mayoría de los artículos consideran principalmente el criterio del tiempo en el envío de la ambulancia al paciente y del paciente al hospital. Existen, sin embargo, algunos trabajos de investigación notables que incluyen también los niveles de especialidad de ambulancias o urgencias. Por lo que hemos encontrado, se incluye principalmente en los problemas de optimización como restricciones o criterio con escalarización de suma ponderada. Creemos que la inclusión de la especialidad en forma de restricciones podría restringir en gran medida el conjunto factible del problema y, en algunas situaciones, incluso hacer que el envío no sea factible. Sin embargo, cuando se trata de la escalarización de suma ponderada, creemos que la asignación de pesos apropiados a los criterios puede ser una tarea no trivial, especialmente para un despachador médico, que no es un experto en quirófano. Por lo tanto, esta escalarización podría no ser la más fácil de aplicar. Es más, hasta donde sabemos, no hemos identificado ningún trabajo que considere posibles re-derivaciones de pacientes entre una unidad de menor especialidad y otra de mayor nivel. En ese sentido, nuestro trabajo pretende llenar el vacío identificado, además de aplicar la escalarización del Método del Punto de Referencia, que creemos que es muy adecuado para aplicaciones en servicios de interés general.

La evaluación de las necesidades de tratamiento de emergencia del paciente en estado agudo varía según la etapa de envío de los servicios médicos de emergencia. En primer lugar, el despachador médico evalúa el estado del paciente en función de los síntomas observados por la persona que llama y la entrevista médica adicional realizada por el despachador. Esta actividad generalmente se facilita mediante el uso de MPDS, que proporciona al despachador un cuestionario estructurado que depende de la queja presentada por la persona que llama. Con base en la información recopilada, el despachador envía una ambulancia según la estimación de la condición del paciente. Luego, el equipo del Servicio Médico de Emergencia (EMS, por sus siglas en inglés) se envía al sitio. Una vez que llegan, los médicos profundizan en el diagnóstico y pueden evaluar profesionalmente la condición del paciente. Por lo tanto, la comprensión del despachador de la condición del paciente varía dependiendo de la etapa del proceso de envío.

Teniendo en cuenta la naturaleza cambiante de la información sobre el estado del paciente, proponemos dividir el problema general de despacho de asignar unidades de EMS a pacientes y pacientes a departamentos de emergencia (ED) en dos problemas distintos de optimización de criterios múltiples, es decir

Problema de envío de EMS (P1): problema de asignar ambulancias adecuadas (EMS) a los pacientes, teniendo en cuenta las condiciones iniciales de los pacientes proporcionadas por la persona que llama,

Problema de despacho de urgencias (P2): problema de asignar pacientes a los departamentos de emergencia adecuados teniendo en cuenta las condiciones más reales de los pacientes.

En este trabajo nos centramos en las condiciones cardíacas agudas. Así, en lo que resta del trabajo, siempre que nos refiramos a la especialidad de nivel se entenderá como especialidad específicamente cardiológica. Sin embargo, el enfoque y las siguientes formulaciones son lo suficientemente generales como para usarse directamente siempre que se refiera a cualquier otra posible emergencia médica y especialidad en el tratamiento de cualquier otra condición.

En el enfoque propuesto, consideramos específicamente la especialidad tanto de los EMS como de los ED. Para fines de modelado, supongamos que el nivel de especialidad viene dado por un número real

donde \(s=0\) significa que no se ofrece ninguna especialidad cardiológica y \(s=1\) significa la mejor unidad cardiológica del área. Tomando el ejemplo de EMS que despacha esos dos valores extremos podría significar, por ejemplo, un taxi (\(s = 0\)) y una unidad móvil de cuidados intensivos (\(s = 1\))71. De manera similar, en el problema de despacho de urgencias, \(s = 0\) podría significar una oficina de enfermería de práctica general y \(s = 1\) un hospital de cardiología súper especializado. Vale la pena mencionar que deliberadamente decidimos modelar el nivel de especialidad como un número real en el intervalo dado en (1), en lugar de un conjunto de opciones discretas como en la legislación polaca (por ejemplo, ambulancias P,S,HEMS). Esto es para modelar mejor las variedades en la especialidad teniendo en cuenta, por ejemplo, diferentes equipos a bordo de las ambulancias o diferencias en la experiencia de la tripulación en el tratamiento de afecciones cardíacas.

En esta sección proponemos un modelo de optimización de programa lineal entero mixto (MILP) multicriterio para asignar ambulancias a pacientes, teniendo en cuenta tanto la especialidad de la unidad enviada como el tiempo hasta la llegada. El modelo del problema de despacho de EMS se da en (2)–(6).

sujeto a

dónde

\(s_p^1\): especialidad recibida por el paciente p a través del envío de EMS.

\(t_p^1\): tiempo que tarda la ambulancia enviada en llegar al paciente p.

\(s_a\)—nivel de especialidad de la ambulancia a, \(s_a \in [0,1]\)

\(t_p^a\): tiempo necesario para llegar al paciente p en ambulancia a.

\(\mathcal {A}\)—conjunto de ambulancias disponibles.

\(\mathcal {P}\)—conjunto de pacientes que necesitan apoyo.

\(y_p^a\): variable binaria que describe la asignación de la ambulancia a al paciente p.

El problema por diseño es facilitar las decisiones del despachador al elegir la asignación de ambulancias disponibles a los pacientes después de recibir las llamadas de emergencia. Por tanto, suponemos que los pacientes son conocidos a priori y que el número de llamadas es inferior al número de ambulancias disponibles. En el caso de que aparezca una nueva llamada de emergencia cuando no hay ambulancia disponible, debe manejarse más tarde, después de que algunas ambulancias estén inactivas. Sin embargo, es posible extender el modelo de decisión incluyendo restricciones de la teoría de colas, como se propone en la Ref.47. Esto se omite deliberadamente en este trabajo, ya que nuestro objetivo es delinear la importancia y el desempeño de la estrategia multicriterio, a diferencia de las estrategias estándar de un solo criterio. Además, nuestro objetivo en el documento es mostrar la importancia de considerar los requisitos médicos de los pacientes en el proceso de optimización.

Esta sección proporciona la formulación MILP multicriterio del problema de despacho de ED en (7)–(20). Se resolverá en el segundo paso, después de resolver el Problema de EMS, una vez que la evaluación inicial realizada a través de la entrevista médica haya sido ajustada o confirmada por el equipo de emergencia en el sitio. ED Dispatching nos permite determinar el envío de ambulancias (con pacientes) a los departamentos de emergencia. El problema da la posibilidad de volver a derivar pacientes de un departamento menos especializado a uno más especializado. La formulación toma en consideración que el ingreso del paciente primero a un hospital no referencial y luego a uno referencial puede elevar el nivel de especialidad que recibe el paciente. Esto se debe a que en la unidad no referencial se le puede dar algún pretratamiento al paciente. El factor por el cual el pretratamiento participa en el tratamiento total viene dado por el parámetro arbitrario \(\eta _1\).

sujeto a

dónde

\(s_p^2\): especialidad recibida por el paciente p a través del despacho de urgencias.

\(t_p^2\): tiempo que tarda el paciente p en llegar al destino final del servicio de urgencias.

\(s_{h1/h2}\)—especialidad ofrecida por ED \(h1 \in \mathcal {H}_{not}\) o por \(h2 \in \mathcal {H}_{ref}\).

\(\mathcal {H}_{ref}\), \(\mathcal {H}_{not}\) — conjuntos de departamentos de emergencia disponibles—referenciales y no referenciales respectivamente.

\(\eta _1\)—factor por el cual el paciente es tratado por el primer servicio de urgencias, \(\eta _1 \in [0;1]\).

\(t_p^{h1/h2}\): tiempo necesario para llevar al paciente p al servicio de urgencias \(h1 \in \mathcal {H}_{not}\) o a \(h2 \in \mathcal {H}_{ árbitro}\).

\(g_{h1,p}^{h2}\)—tiempo necesario para volver a derivar al paciente p desde el servicio de urgencias no referencial \(h1 \in \mathcal {H}_{not}\) al servicio de urgencias referencial \(h2 \en \mathcal {H}_{ref}\).

\(\overline{H_{h1/h2}}\) —capacidad máxima disponible del ED de emergencia \(h1 \in \mathcal {H}_{not}\) o por \(h2 \in \mathcal {H}_ {ref}\) en el momento del envío.

\(y_p^{h1}\)—variable binaria que describe la asignación del hospital no referencial \(h1 \in \mathcal {H}_{not}\) a la ambulancia que transporta al paciente p.

\(b_p^{h2}\)—variable binaria que describe la asignación del hospital de referencia \(h2 \in \mathcal {H}_{ref}\) a la ambulancia que transporta al paciente p, transporte directo al hospital de referencia.

\(u_{h1,p}^{h2}\)—variable binaria que describe la re-remisión del paciente p del ED \(h1 \in \mathcal {H}_{not}\) al ED \(h2 \in \ matemática {H}_{ref}\).

\(w_p^{h1}\) —variable de linealización del producto binario: \(y_p^{h1} \ (1- \sum _{h2 \in \mathcal {H}_{\text {ref}}} u_{ p,h1}^{h2})\).

Las derivaciones de especialidad y tiempo hasta el tratamiento proporcionado al paciente p se dan en las restricciones (8) y (12). Las restricciones (9)–(11) aseguran la linealización del producto binario de \(w_p^{h1} = y_p^{h1} \ (1- \sum _{h2 \in \mathcal {H}_{\text {ref }}} u_{p,h1}^{h2})\), que se deriva para obtener una especialidad entregada igual a \(s_{h_1}, h_1 \in {H}_{not}\) si p es no referida de nuevo a \(h_2 \in {H}_{ref}\). Si ocurre la re-remisión, la especialidad calculada entregada será igual a \(\eta _1 s_{h_1} + s_{h_2}, \h_1 \in {H}_{not}, h_2 \in {H}_{ref }\). Las restricciones (13) y (14) aseguran que no se violen las capacidades actuales de los ED. La restricción (15) asegura que solo es posible volver a referir p de \(h_1 \in {H}_{not}\) a \(h_2 \in {H}_{ref}\), si p fue primero transportado directamente a \(h_1\). Las formulaciones (16) aseguran que p debe ser llevado directamente exactamente a uno de los hospitales \(h_1 \in {H}_{not}\) o \(h_2 \in {H}_{ref}\) y (17) que p se puede volver a referir a un máximo de \(h_2 \in {H}_{ref}\), pero esto no es obligatorio.

Es posible incorporar los modelos de optimización proporcionados en las secciones "Problema de despacho de EMS (P1)" y "Problema de despacho de ED (P2)" y en el proceso de decisión estándar del despachador, en lugar de reorganizarlo por completo. Dado que ambos problemas de optimización son multicriterio, para resolverlos, primero se deben estimar las preferencias de los decisores (DM) hacia todos los criterios72. En el enfoque propuesto, los criterios están asociados con la condición médica de cada paciente y el despachador asume el rol del DM. Teniendo en cuenta lo anterior, proponemos que las preferencias se den a través de la estimación de reservas y aspiraciones hacia todos los criterios. Matemáticamente, la aspiración para el criterio \(f_i\) es el valor que el DM quiere que tome \(f_i\) y la reserva, el valor que todavía es aceptable para el criterio \(f_i\), pero no el mejor. Esto se explica con más detalle en la sección "Escalarización". De esa manera, es posible reflejar las preferencias como una función directa de la condición del paciente, más que a través de pesos difíciles de entender y explicar. La asignación de pesos posiblemente podría perjudicar a algunos pacientes y en ese sentido contradecir el hecho de que los sistemas médicos de emergencia sean considerados por la Unión Europea como un servicio de interés general73.

El marco esquemático de integración se muestra en la Fig. 1. Las adiciones propuestas en este documento se muestran como rectángulos verdes. Los elementos de proceso estándar se muestran como rectángulos azules y elipses naranjas para los eventos de inicio y finalización.

El punto de partida del problema de toma de decisiones es la recepción de una llamada de emergencia por parte del despachador. Proponemos aprovechar la entrevista médica apoyada por MPDS. Después de algunos ajustes, el MPDS (o un sistema similar) podría aprovecharse para calcular las aspiraciones/reservas para el problema de envío de EMS en función de los síntomas proporcionados por la persona que llama. Una vez que se conocen, se lleva a cabo la optimización y se envía el equipo de EMS óptimo.

Luego de eso, proponemos que luego de la llegada del SEM y diagnósticos adicionales, el equipo de emergencia use sus tabletas/computadoras portátiles, como las que actualmente forman parte del Sistema de Apoyo de Comando Estatal para el Sistema Médico de Emergencia del Estado—SWD PRM74. En este proceso, los protocolos de transporte de pacientes existentes se pueden integrar en el sistema SWD PRM para calcular las aspiraciones y las reservas en función de los diagnósticos realizados por la tripulación. Teniendo en cuenta los valores de aspiración y reserva calculados, la optimización se lleva a cabo en el centro de despacho para identificar el departamento de emergencia óptimo para la condición del paciente. El proceso se detiene cuando el paciente llega al servicio de urgencias.

Marco de incorporación propuesto en el proceso de decisión actual.

Demostremos ahora un ejemplo de cómo el proceso de decisión propuesto puede funcionar en la práctica del despacho de EMS/ED. Tenga en cuenta que para mostrar mejor el proceso de toma de decisiones de nuestra solución propuesta en el ejemplo, calculamos las aspiraciones/reservas de una manera verdaderamente simplificada. En una situación de la vida real, el despachador debería hacer muchas preguntas más detalladas, posiblemente siguiendo las recomendaciones de MPDS. Esto daría como resultado una forma mucho más granular de calcular los valores. El objetivo de esta sección es solo darle al lector la sensación de que la solución propuesta podría ponerse en práctica, por lo tanto, el ejemplo es muy simple y directo. Consideremos la siguiente situación:

El despachador médico recibe una llamada de emergencia. La persona que llama da los siguientes síntomas de los pacientes en el curso de la entrevista médica: dolor torácico agudo que se irradia al brazo izquierdo, consciente, respirando. Dado que los síntomas pueden ser significativos para un infarto agudo de miocardio, esta llamada se considera urgente y requiere atención médica especializada. Por lo tanto, el cuestionario interactivo (o MPDS modificado) estima la aspiración para la llegada del EMS al sitio (\(a_{t_{EMS}}\)) en 7 min. y la reserva para la llegada de EMS al sitio (\(r_{t_{EMS}}\)) a 14 min. Dado que es posible que se requiera la teletransmisión de ECG al centro especialista, la aspiración hacia la especialidad EMS (\(a_{s_{EMS}}\)) se estima en 0,9 y la reserva (\(r_{s_{EMS}}\)) en 0.7. Por lo tanto para este paciente en particular requerimos una ambulancia que llegue en tiempo menor a 14 min e idealmente en 7 min, ofreciendo la especialidad mayor a 0.7 e idealmente 0.9.

EMS se envía de acuerdo con las preferencias descritas en pt. 1 y llega en 10 min. Una vez que la tripulación llega a la escena, confirman los síntomas dados por la persona que llama. Se realiza ECG con teletransmisión al cardiólogo de guardia, que revela cambios significativos del segmento ST. Con base en ellos se realizó el diagnóstico prehospitalario de infarto de miocardio con elevación del segmento ST. STEMI es una condición que debe ser tratada de manera óptima en un centro cardiólogo altamente especializado dentro de los 120 min. Por lo tanto, las siguientes aspiraciones y reservas con respecto al tiempo hasta la llegada y la especialidad del ED se calcularon usando la computadora portátil de la tripulación del EMS: \(a_{t_{ED}}=20, r_{t_{ED}} = 120, a_ {s_{ED}}=0.9, r_{s_{ED}}=0.8\). Así, se requiere que este paciente llegue a un SU con especialidad mayor a 0.8, idealmente 0.9 y en tiempo menor a 120 min, idealmente en 20 min. Tenga en cuenta que la aspiración/reserva hacia el criterio de tiempo se estimó de manera que incluye el tiempo total hasta la llegada/tiempo hasta el tratamiento. Estos valores luego se retroalimentan al centro de despacho para una asignación óptima del Departamento de Emergencias. Una vez establecido, el equipo de EMS lleva al paciente al ED elegido.

Los puntos anteriores ilustran la idea de cómo se podría ver el proceso dentro de un ejemplo realista. Una vez calculados los valores de aspiraciones y reservas, se procede a la optimización tomándolos como modelo de decisión. El cálculo de los valores de aspiración/reserva para otros pacientes es análogo al caso presentado. Se proporciona más información sobre cómo puede suceder esto en la sección "Escalarización".

Tenga en cuenta también que a veces puede ser posible asignar unidades dando mejores resultados finales que el valor de los niveles de aspiración para algunos de los pacientes, y no empeorando los resultados para los demás. Dicho envío será seleccionado por el optimizador.

Ambos problemas propuestos son formulaciones MILP multicriterio. Para resolverlos, se necesita una adecuada escalarización del problema. Dado que los criterios están asociados a las condiciones de los pacientes, siempre se debe asegurar la optimización de Pareto del resultado obtenido. La toma de decisiones multicriterio a veces se entiende como generar una lista de soluciones óptimas de Pareto (eficientes/no dominadas) y dejar que el DM decida qué solución prefiere75. Sin embargo, la naturaleza de los problemas descritos es diferente. En el caso planteado, nos interesa obtener un despacho factible, Pareto-óptimo y que cumpla con los requerimientos de los pacientes tanto en especialidad como en tiempo en el menor tiempo posible. Solo cuando el resultado se da rápido, la herramienta podría ayudar al despachador. Por lo tanto, no es necesario enumerar muchas soluciones posibles y pedirle al despachador que verifique una tras otra.

Como se describe en la sección "Integración en el proceso de decisión actual", proponemos que las preferencias de DM hacia los criterios se den como aspiraciones (valores deseables que deberían tomar los criterios) y reservas (valores aún aceptables de los criterios). En el resto del artículo, esos valores para un criterio dado i se denominarán \(a_i\) y \(r_i\) respectivamente. El método de escalarización que permite su integración directa es el Método del Punto de Referencia (RPM)76 con función de logro parcial como se introdujo en la Ref.77.

Esas funciones de logro podrían verse como un mapeo de la satisfacción de DM en los valores obtenidos de los criterios. Las funciones de logro son lineales por partes y estrictamente crecientes en todo el dominio. Sea \(h_i\) el valor de la función de logro parcial para el criterio \(f_i\). Es negativo y aumenta con una pendiente muy empinada hasta que \(f_i\) llega a \(r_i\). Una vez que \(f_i =0\), \(h_i\) también es igual a 0. Luego, cuando \(r_i

donde \(\gamma\) y \(\beta\) son constantes arbitrariamente tomadas tales que \(0< \beta< 1 < \gamma\). Bajo este supuesto, la función de logro parcial es estrictamente creciente y cóncava75. Por ejemplo, \(\beta\) puede tener un orden de magnitud de \(10^{-3}\) y \(\gamma\) de \(10^3\).

El objetivo de la escalarización de RPM es entonces maximizar la función de logro más pequeña sobre todos los criterios, con un componente muy pequeño que asegure la optimización de Pareto del resultado. La descripción detallada del RPM tal como se aplica en este trabajo se puede encontrar en nuestro artículo anterior78 o directamente en las referencias de las fuentes, es decir,76,77.

Volvamos ahora al ejemplo dado en la sección "Ejemplo". La escalarización de RPM está diseñada principalmente para maximizar la función de logro más pequeña para todos los pacientes, teniendo en cuenta tanto el tiempo como la especialidad. En otras palabras, el optimizador intentará encontrar un despacho factible y óptimo de Pareto, tal que el tiempo obtenido y los criterios de especialidad para todos los pacientes caigan dentro del intervalo \([r_i,a_i]\). Por supuesto, es posible que esto no siempre sea posible, pero se tratará de obtener el mejor resultado posible para el paciente más desfavorecido. Este comportamiento es deseable en el despacho de servicios de interés general, ya que se asegura que nadie se quede atrás en el proceso de despacho. Además, la escalarización también está diseñada de manera que las funciones de logro sigan aumentando incluso después de pasar el valor de la aspiración. Así, si es posible, el envío resultante podría ser mejor que el solicitado para algunos pacientes. Esto sólo puede ocurrir si la mejoría de algunos pacientes no empeora el despacho de los demás.

Probamos el enfoque propuesto en simulaciones. Para hacerlos más viables, tomamos las activaciones de la vida real del EMS estadounidense, del conjunto de datos de investigación de publicación pública del Sistema Nacional de Información de Servicios Médicos de Emergencia (NEMSIS) de 202079. En este conjunto de datos se proporciona amplia información sobre la situación del sistema en el momento de la llamada y sobre el estado de salud del paciente urgente. Esto incluye tanto los síntomas proporcionados por la persona que llama al despachador como el diagnóstico realizado por el equipo de EMS una vez que llegó a la escena.

Para nuestro análisis, tomamos datos de 41 pacientes con problemas cardíacos provenientes del conjunto de datos. Para ello se tomaron los valores de los siguientes atributos para cada paciente del conjunto de 41 considerados

síntoma primario,

impresión principal del proveedor,

queja reportada por Dispatch a EMS (entendidos como síntomas dados por la persona que llama),

marcar si ocurrió un paro cardíaco,

etiología del paro cardíaco,

primer ritmo de parada monitorizado del paciente,

razón por la que se detuvo la RCP,

fin del evento de paro cardíaco EMS,

edad,

posible lesión,

PA sistólica,

SpO2,

la frecuencia respiratoria,

ritmo cardiaco,

ETCO2,

puntuación de la escala de dolor,

tipo de electrocardiograma,

nivel de respuesta (AVPU),

puntaje de escala de trazo,

escala de coma de Glasgow,

ritmo cardiaco (ECG).

Puede encontrar información detallada sobre los atributos disponibles en el conjunto de datos NEMSIS en el Diccionario de datos NEMSIS80.

Para los 41 pacientes considerados, asignamos arbitrariamente valores de aspiración y reserva hacia el tiempo y la especialidad para ambos problemas considerados (P1 y P2). Esto se hizo en base a la evaluación del conocimiento experto de los casos en función de los valores de los atributos proporcionados en el conjunto de datos.

Los problemas de optimización considerados fueron codificados en Matlab usando CVX, un paquete para especificar y resolver programas convexos81,82 y resueltos usando Gurobi.

Esta sección describe un ejemplo de asignación de valores de aspiraciones y reservas para los dos problemas considerados (P1 y P2). Para esto, damos la razón para asignar esos valores a dos casos de pacientes con condiciones agudas: el Paciente A y el Paciente B. Los valores de los atributos seleccionados de la lista se dan en la Tabla 1. Debido a las limitaciones de longitud del texto, en este artículo mostramos deliberadamente solo atributos seleccionados en este ejemplo, ya que no todos ellos son directamente relevantes en la asignación de valores de aspiraciones/reservas para estos pacientes. Se debe recordar que esta actividad es muy específica para cada caso y, dependiendo de la condición en sí, se tendrán en cuenta diferentes parámetros vitales. Además, se elimina toda la información sobre el paro cardíaco ya que no ocurrió en los pacientes discutidos. Sin embargo, los autores le piden a un lector interesado que desee obtener una imagen completa de todos los parámetros registrados que se comunique con ellos directamente y se le proporcionarán esos valores.

Los valores estimados de aspiración y reserva para ambos problemas (Despacho EMS y Despacho ED) para los pacientes A y B se dan en la Tabla 2.

El síntoma principal que presentan ambos pacientes es el dolor torácico, no relacionado con ningún traumatismo. Además, en el Paciente B, el despachador evaluó el problema en relación con el corazón. El paciente A, sin embargo, estaba siendo transferido entre instalaciones. Dada la naturaleza del síntoma principal, además de la información en la queja, se asignaron valores estrictos para la especialidad P1 y los valores de aspiración y reserva de tiempo hasta la llegada. Dado que el caso de estudio presentado es solo un ejemplo del desempeño del método multicriterio frente a otros puntos de referencia con los mismos pacientes considerados, asignamos los valores de aspiraciones/reservas en función de la queja principal. Esto también se hizo de esa manera debido al hecho de que no todos los datos importantes están disponibles en el conjunto de datos de NEMSIS para los pacientes estudiados. En una situación de la vida real, el despachador debe tener en cuenta más aspectos antes de asignar la aspiración/reservas. Esta limitación no afecta a las conclusiones extraídas, ya que se tomaron los mismos pacientes para todas las técnicas consideradas.

Según la evaluación del SEM in situ, los dos pacientes considerados sufren un infarto de miocardio con elevación del segmento ST (IAMCEST). La importancia del tiempo total de isquemia en el contexto del IAMCEST es muy importante. El tiempo de isquemia total prolongado es un problema que no es específico de una determinada geografía o población, existe en todo el mundo con diversos grados de intensidad. El tiempo isquémico total se correlaciona fuertemente como predictor independiente de eventos cardiovasculares adversos mayores (MACE). Un tiempo de isquemia total más corto (\(<3\) h) se asocia con un menor riesgo de mortalidad.

Uno de los mecanismos subyacentes del aumento de la mortalidad con la prolongación del tiempo de isquemia es que el tamaño del infarto afecta significativamente al tejido miocárdico y continúa dañando con cada segundo que pasa del tiempo de isquemia. El tiempo de isquemia total prolongado se asocia con una mayor mortalidad de los pacientes con IAMCEST en los que se logra la "puerta al balón" recomendada. Por lo tanto, incluso con una reperfusión óptima (ICP primaria), el tiempo de isquemia prolongado puede causar una mayor mortalidad y menos recuperación del miocardio. Es improbable que la disminución del tiempo "de la puerta al globo" produzca la reducción final deseada en la mortalidad después de la angioplastia coronaria primaria.

Tal como se da, el tratamiento se basa en PCI primaria. Sin embargo, esto solo puede ser administrado por un cardiólogo en una unidad hospitalaria de cardiología invasiva altamente especializada. Teniendo en cuenta el razonamiento anterior, se asignaron valores estrictos de aspiración/reserva para la especialidad P2 y valores de tiempo hasta el tratamiento.

El enfoque propuesto en este documento se prueba en simulaciones. Para la configuración de la prueba, tomamos 41 pacientes cardíacos en estado agudo de la vida real del conjunto de datos NEMSIS. Esta sección presenta los resultados de la simulación aplicada al Problema 1, es decir, el Problema de despacho de EMS. Para fines de prueba, asumimos que 45 ambulancias están disponibles para responder a las llamadas, ya que los modelos de colas no se consideran en el alcance del trabajo actual. El tiempo de llegada de cada ambulancia a cada paciente se eligió aleatoriamente de distribución uniforme \(t_p^a \in [6;200]\) min y la especialidad de la misma de distribución uniforme \(s_a \in [0;1] \). Las aspiraciones y reservas \(a_{t_{EMS}}, r_{t_{EMS}}, a_{s_{EMS}}, r_{t_{EMS}}\) se evaluaron utilizando el conocimiento experto, teniendo en cuenta la condición del paciente como descrito en el conjunto de datos NEMSIS.

Los resultados de optimización obtenidos al resolver el Problema 1 se comparan con los resultados de otras dos funciones objetivo: minimización del tiempo total hasta la llegada y agregación de suma ponderada, donde se consideran dos criterios, es decir, minimización del tiempo total hasta la llegada y maximización de Especialidad total entregada. Esos se dan en (22) y (23)

donde \(v_1\) y \(v_2\) son pesos elegidos arbitrariamente para la agregación de suma ponderada.

Por limitaciones de espacio, no citamos todos los parámetros y valores de las variables, sino que solo brindamos un resumen de los resultados de despacho obtenidos. Un lector interesado puede comunicarse directamente con los autores para obtener todos los resultados numéricos exactos.

Los resultados obtenidos al resolver el problema de despacho de EMS se muestran en la Tabla 3. Analizamos los resultados en las siguientes métricas:

número de pacientes para quienes la especialidad resultante y el tiempo hasta la llegada fueron mejores que el valor de la reserva respectiva,

mayor brecha porcentual sobre todos los pacientes entre la reserva exigida y el valor resultante (por especialidad y tiempo hasta la llegada),

número de casos que no alcanzan el valor de la reserva en más del 10% (por especialidad y tiempo hasta la llegada),

tiempo de respuesta total sobre todos los pacientes.

Como se puede ver en los resultados, solo cuando se aplica el enfoque propuesto (P1: problema de despacho de EMS), la especialidad y el tiempo hasta la llegada resultantes de la optimización son mucho más iguales o mejores que la reserva. Se espera tal comportamiento, ya que en los enfoques de evaluación comparativa no se tienen en cuenta los valores de reserva. Sin embargo, cuando se analiza el tiempo de respuesta total, uno puede encontrar fácilmente que esta métrica es sustancialmente mayor en el envío del enfoque propuesto que en las estrategias de evaluación comparativa. Esto se debe a que esta métrica no se controla durante el proceso de optimización en el enfoque propuesto. Las aspiraciones y reservas se asignan individualmente para una determinada condición clínica, con base en el conocimiento médico. Estos valores varían entre las condiciones clínicas. Tener en cuenta las aspiraciones/reservas en la optimización del envío de ambulancias permite asignar ambulancias de manera que se cumplan. Como resultado, el problema desarrollado se centra en el envío de ambulancias en función de la condición de los pacientes y no simplemente en tratar a todos los pacientes por igual, como se hace en los enfoques de evaluación comparativa. En ese sentido, se pueden elegir algunas ambulancias que estén más alejadas de las llamadas (pero aún dentro de una distancia aceptable), pero que ofrezcan una mejor especialidad. En ese sentido, el resultado de la asignación es más adecuado dado el estado operativo actual del sistema EMS.

En esta sección presentamos los resultados numéricos del problema de despacho de ED propuesto (P2) obtenidos al optimizar el caso de prueba. Por esta razón, tomamos los mismos casos de pacientes que en el estudio de caso para P1, pero esta vez optimizando los valores de \(a_{t_{ED}}, r_{t_{ED}}, a_{s_{ ED}}, r_{t_{ED}}\). Se estimaron utilizando el conocimiento experto, teniendo en cuenta la condición de los pacientes evaluada por el equipo de EMS en la escena y reportada en el conjunto de datos NEMSIS. De manera similar al caso de estudio P1, comparamos el despacho hospitalario obtenido al resolver el problema propuesto con otros dos enfoques de funciones objetivo, es decir

donde \(v_{12}\) y \(v_{22}\) son pesos elegidos arbitrariamente para la agregación de suma ponderada.

El problema de despacho de urgencias propuesto permite diferenciar entre hospitales referenciales y no referenciales. Por diseño, ayuda al despachador a decidir si enviar al paciente directamente a una unidad no referencial o referencial, así como si primero lo envía a un hospital no referencial y luego lo vuelve a derivar a una unidad referencial. Por supuesto, dicha re-remisión llega en un tiempo mayor para que el paciente llegue a su destino final en el servicio de urgencias.

Para probar el comportamiento del Problema de Despacho de ED propuesto bajo diferentes situaciones de decisión (condiciones operativas) en términos de nuevas referencias, probamos el enfoque bajo tres escenarios, a saber:

Escenario 1 (S1): tanto las nuevas derivaciones como el transporte directo a hospitales de referencia son posibles en condiciones normales de funcionamiento, en las que lleva mucho tiempo volver a derivar al paciente de un hospital no referencial a uno de referencia.

Escenario 2 (S2): no es posible el transporte directo de pacientes a hospitales de referencia.

Escenario 3 (S3): tanto las nuevas derivaciones como el transporte directo a los hospitales de referencia son posibles, pero se supone que el tiempo de la nueva derivación es muy breve.

En el caso de prueba, asumimos la existencia de cuatro hospitales en la región operativa del SEM considerada: tres no referenciales (H1, H2, H3) y uno referencial (H4). Los valores de especialidad asumidos en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares de esos hospitales se dan en la Tabla 4. Se supone que la capacidad actual de los DE es de 20 pacientes para los hospitales no referenciales y de 10 pacientes para los referenciales. No se considera hacer cola en ED ya que se considera fuera del alcance de este trabajo. Todos los valores de tiempo, es decir, el tiempo transcurrido hasta el tratamiento de un paciente determinado y los tiempos de nuevas derivaciones entre hospitales, se eligieron al azar. Debido a las limitaciones de espacio, no citamos estos valores en el documento, sin embargo, un lector interesado puede ponerse en contacto con los autores y estos valores estarán disponibles. Para todos los casos de prueba asumimos \(\eta _1=0.2\). Este parámetro es un valor arbitrario, que dice qué porcentaje de las capacidades de tratamiento de un hospital no referencial se agrega para un paciente, que luego es transferido a una unidad de referencia. Solo se tiene en cuenta si el optimizador decide que es necesario un nuevo traslado entre hospitales, de lo contrario, no afecta a la especialidad. Si el valor del parámetro es cercano a 1, la especialidad total recibida por un paciente retransferido será cercana a la suma de especialidades ofrecidas por las unidades no referencial y referencial. Rendimiento de especialidades generalmente superior al requerido. Sin embargo, esto tendrá un gran costo por el tiempo de retransferencia y por no cumplir con la reserva de tiempo. Por analogía, si es cercano a 0 la especialidad recibida será cercana a la especialidad que ofrece el centro de referencia y se preferirán los traslados directos. Esto se debe a que la unidad no referencial tendría muy poco impacto en el tratamiento general y la retransferencia empeoraría el criterio del tiempo. Dicho lo anterior, no existe una relación lineal clara entre el número de pacientes retransferidos y el valor de \(\eta _1\). Como buena práctica y para reflejar la realidad clínica de los retraslados, se propone mantenerlo entre 0,1 y 0,3, ya que siempre se aplicará algún tipo de tratamiento (mejor estabilización del estado o profundización del diagnóstico).

En esta sección damos los resultados numéricos obtenidos al optimizar el problema de despacho de ED propuesto en el Escenario 1. Estos resultados luego se comparan con la optimización de las funciones objetivo (24) y (25). Estos se muestran en la Tabla 5.

De manera similar al problema de despacho de EMS (P1), los requisitos de especialidad (señalados como mejores que los niveles de reserva) se cumplen con mucha más frecuencia como resultado de la optimización P2 propuesta que como resultado de los enfoques de evaluación comparativa. Esto se produce en un número ligeramente inferior de casos que cumplen los requisitos de tiempo. Esto se compensa con la mayor especialidad, donde la mayor brecha obtenida al resolver el problema P2 fue del 36,36% frente al 77,50% en otros enfoques.

Los pesos que aplicamos para resolver la agregación de suma ponderada multicriterio (25) produjeron resultados muy similares entre sí. Esta no es una lista extensa de pesos y se debe tener en cuenta que elegir diferentes pesos puede producir resultados diferentes. Sin embargo, la asignación de pesos es una tarea difícil y de poca aplicabilidad en la optimización del despacho de los servicios EMS, donde la decisión debe tomarse de manera rápida y confiable.

Esta sección proporciona los resultados numéricos de la prueba aplicada al Escenario 2, donde los transportes directos a los hospitales de referencia no son posibles. En ese sentido, los pacientes que requieran un tratamiento especializado deberán ser ingresados ​​primero en un SU no referencial y solo luego re-derivados a una unidad referencial. Este es un escenario especial desarrollado para analizar el impacto de las nuevas referencias aplicadas en lugar del transporte directo a los hospitales de referencia. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 6.

Como puede verse, prohibir las transferencias directas a las unidades de referencia empeoró los resultados de especialidad para todos los enfoques mostrados. Esto se debe principalmente al hecho de que la nueva derivación suele ser costosa en términos de tiempo y, por lo tanto, el optimizador optaría por sacrificar la especialidad para cumplir con los requisitos de tiempo de los pacientes.

Por lo tanto, es válido concluir que la re-referencia muchas veces no es la mejor estrategia y, por lo tanto, el despachador siempre debe considerar la condición de los pacientes en el proceso de despacho de urgencias para dirigir correctamente la ambulancia en el momento mismo de comenzar a transportar al paciente. Los transportes directos de pacientes a hospitales de referencia pueden mejorar en gran medida el desempeño de los servicios de EMS.

El escenario 3 es un caso en el que la nueva derivación consume mucho menos tiempo que en condiciones normales de funcionamiento (S1), es decir, una cuarta parte del tiempo de nueva derivación desde S1. El propósito de probar bajo este escenario es verificar si el enfoque propuesto podría ser interesante para el despachador si las nuevas referencias no fueran problemáticas desde la perspectiva del tiempo.

Los resultados se muestran en la Tabla 7. Como se puede observar, al resolver el Problema de Despacho de P2 ED propuesto se obtuvieron muchas más re-referencias. Sin embargo, cambiar los tiempos de re-remisión no cambió los resultados de otros enfoques considerados. Entonces, se puede concluir que el enfoque P2 se adapta mejor al entorno de decisión cambiante de los enfoques considerados, sin dejar de ser viable.

El objetivo principal de cualquier sistema de servicio médico de emergencia es brindar apoyo médico oportuno y preciso a los pacientes en condiciones agudas (a menudo incluso mortales). Es tarea del despachador de emergencias médicas (junto con el jefe del equipo de emergencias) despachar correctamente a los equipos de EMS (ambulancias) a los pacientes y a los pacientes a bordo de las ambulancias a los departamentos de emergencia de los hospitales. Esta tarea se ve facilitada actualmente por el uso de sistemas de triaje y categorización de llamadas (por ejemplo, MPDS) y mediante protocolos de transporte de pacientes. El estado de los pacientes varía mucho entre ellos (en función de su estado clínico), y también varía la especialidad en el tratamiento. determinado tipo de enfermedades entre los componentes del sistema de emergencia. Es por esto que tratar a todos los pacientes por igual en el proceso de despacho, independientemente de su condición clínica, no es una estrategia de asignación deseada. En algunos casos, brindar asistencia médica con un nivel de especialidad incorrecto puede hacer que el tratamiento sea menos efectivo o incluso imposible.

En este documento, proponemos un enfoque de optimización de criterios múltiples para respaldar el envío de los equipos de EMS a los pacientes y luego a los pacientes a los servicios de urgencias. En ese sentido desarrollamos una herramienta de apoyo a la decisión para ser utilizada por un despachador de emergencias médicas en el proceso de despacho. La intención de la herramienta es facilitar las decisiones de los despachadores brindándoles recomendaciones óptimas de Pareto sobre decisiones de asignación. Los problemas propuestos consideran los requerimientos de los pacientes tanto en el momento de obtener apoyo médico como en el nivel de especialidad de este apoyo. Los requerimientos se expresan mediante valores de aspiración y reserva y se evalúan en función del estado de salud de los pacientes. Proponemos que esta evaluación pueda ser realizada por personal médico debidamente capacitado con la ayuda del sistema MPDS actualmente utilizado y mediante la integración de los protocolos de transporte actuales. Los requisitos de tiempo y especialidad no son uniformes entre los pacientes en estado agudo y dependen en gran medida de su condición médica. Tomamos este hecho en consideración en nuestros problemas de optimización al optimizar los requisitos de tiempo y especialidad de cada paciente individualmente (paciente por paciente), donde las aspiraciones/reservas calculadas dependen de su condición clínica. En ese sentido, podemos concluir que los resultados obtenidos al aplicar nuestro método son más adecuados para el propósito y siempre consideran el estado operativo actual del sistema EMS.

El problema de despacho de urgencias propuesto permite optimizar las decisiones sobre si trasladar a un determinado paciente a un centro no referencial o directamente a uno referencial, o retransferirlo de un no referencial a uno referencial. La decisión la propone el optimizador teniendo en cuenta la condición clínica de todos los pacientes y el estado operativo actual de todo el sistema EMS (disponibilidad de ambulancias y camas de hospital, especialidad ofrecida por las unidades disponibles, así como tiempo para llegar al paciente/ED ). Gracias a la optimización de las decisiones considerando este nivel de flexibilidad, se puede sospechar que la adopción generalizada del sistema propuesto podría reducir los retrasos en las descargas en todo tipo de hospitales. Esto se debe a que los pacientes serán trasladados a los hospitales de destino, en función de sus necesidades clínicas. Por lo tanto, es probable que los pacientes que no requieran atención especializada sean encaminados a unidades no referenciales, y los que la requieran a la referencial. La retransferencia se realizará solo cuando sea críticamente necesario. Todo lo anterior teniendo en cuenta las capacidades actuales del hospital y las demoras.

En este trabajo, también proponemos un marco para integrar los problemas propuestos en el actual proceso de decisión de despacho de EMS/ED, que describe la integración con las herramientas de despacho ya existentes. El uso de nuestro método puede mejorar potencialmente el rendimiento de las técnicas utilizadas actualmente. Una vez que las llamadas son categorizadas y clasificadas (trabajo de MPDS), el método permite identificar y asignar la unidad más adecuada para trabajar con un paciente determinado, considerando el estado operativo actual del sistema en su conjunto. De manera similar, el método puede mejorar el uso de los protocolos de transporte actuales mediante la aplicación de sus pautas para optimizar el mejor ED (en términos de su dirección) para admitir a un paciente determinado (en términos de la ubicación exacta del hospital), considerando también las capacidades hospitalarias actuales. El enfoque se prueba en simulaciones utilizando casos de emergencia de la vida real almacenados en el conjunto de datos NEMSIS en diferentes escenarios de entornos de decisión.

En todos los escenarios probados, el enfoque propuesto logró encontrar un despacho que se adapta mejor a los pacientes. Esto se mide por el número de pacientes que reciben un servicio de emergencia que es al menos tan bueno como el nivel de reserva, ya sea por tiempo o por la especialidad del servicio. Además, dado que proponemos que los problemas se escalan utilizando la escalarización del Método del Punto de Referencia, se garantiza que el despacho obtenido es siempre Pareto-óptimo.

Esta investigación también tiene algunas limitaciones. Primero, nos enfocamos principalmente en enfermedades cardiológicas con fines de prueba. Sin embargo, los problemas propuestos son lo suficientemente genéricos como para que el tipo de enfermedad se pueda cambiar fácilmente a cualquier otro. Es más, los problemas también podrían extenderse para introducir otras medidas especializadas, hacia otros tipos de servicios EMS. Estos, sin embargo, se consideran fuera del alcance de este documento.

Como ya se ha dicho, el método propuesto se construye por paciente y no por incidente. Entonces puede surgir una pregunta sobre cómo manejar la asignación de EMS para incidentes con múltiples pacientes. Nuestro método también es capaz de manejar múltiples pacientes en un solo evento. Cuando se trata de un accidente con múltiples pacientes, cada uno de ellos debe identificarse como necesitado de ayuda. Y para cada uno de ellos tendríamos asignado el criterio de tiempo y especialidad, con aspiraciones/reservas a cada uno de ellos. En ese sentido, el envío de recursos seguiría estando en línea con el enfoque de adecuación al propósito.

En caso de que se presente un evento masivo, podría simplemente no ser posible asignar las aspiraciones o reservas adecuadas para la especialidad de EMS necesaria para cada uno de los pacientes. En tal caso, sugerimos establecer el valor de aspiración de especialidad en 0,5 (medio del rango). Luego, asignar reserva para el mismo a 0 (cota inferior). Sin embargo, requerimos que el EMS llegue rápidamente y, por lo tanto, la aspiración y la reserva del tiempo de llegada deben ser estrictas, por ejemplo, reserva: 12 min, aspiración: 7 min. (dependiendo del estado operativo actual del sistema y de los protocolos médicos). De esa forma, el optimizador tendría como objetivo asignar una unidad que pueda llegar a la escena lo antes posible, con una ligera preferencia hacia las más especializadas.

En segundo lugar, dado que en nuestro enfoque el envío no se basa únicamente en el criterio del tiempo, es posible que se deban ajustar los indicadores clave de rendimiento (KPI) de control de calidad de EMS basados ​​en el tiempo. Es posible que ya no sea apropiado considerar que un determinado porcentaje de llamadas se atiendan dentro de un umbral de tiempo definido a nivel nacional. Proponemos medir el desempeño de EMS por el porcentaje de todos los criterios (tiempo/especialidad) que son al menos tan buenos como su reserva y compararlo con un umbral derivado. Sin embargo, esto debe aplicarse a nivel legislativo.

En los problemas de optimización no consideramos las colas, asumiendo que siempre hay disponibles al menos tantas unidades de EMS/ED como el número de pacientes que deben atender. Hacer cola puede considerarse como un objetivo de investigación adicional. Otra posibilidad de investigación es aplicar el enfoque propuesto en el despacho del sistema médico de emergencia de la vida real.

A pesar de las limitaciones, el enfoque propuesto demuestra ser una estrategia de despacho interesante para el despacho de EMS/ED. La diferenciación de pacientes según su condición médica permite distribuir mejor los recursos limitados de EMS/ED para satisfacer mejor las necesidades de los pacientes. Además, el enfoque propuesto permite considerar tanto los transportes directos de pacientes a hospitales de referencia como las nuevas derivaciones desde unidades no referenciales. En ese sentido, el enfoque brinda más flexibilidad y permite una optimización más amplia de las decisiones de despacho. A fin de cuentas, tal enfoque posiblemente podría mejorar la tasa de supervivencia de los pacientes en emergencias.

Este trabajo es puramente conceptual, con el objetivo de desarrollar una herramienta de optimización matemática junto con un marco de despacho de EMS/ED. La investigación tampoco produjo ningún dato, ni analizó ningún dato existente. El estudio de caso se realizó solo para mostrar la herramienta en acción. Para esto, se utilizaron casos de emergencia de la vida real del conjunto de datos NEMSIS. Sus referencias correctas, donde se puede encontrar toda la información relevante, se han citado en el manuscrito. Los valores de aspiraciones/reservas asociados con la condición de los pacientes se estimaron utilizando el conocimiento de expertos y no se proporcionaron completamente en el manuscrito debido a limitaciones de espacio y alcance. Sin embargo, en el manuscrito se da un ejemplo ilustrativo de tal estimación. Los valores de especialidad y tiempo se tomaron al azar, siempre que se indiquen en el manuscrito. No obstante, se anima a un lector interesado a ponerse en contacto con el autor correspondiente, en caso de que requieran todos los datos utilizados en el estudio de caso. El autor de correspondencia estará encantado de poner a disposición todos los datos del estudio de caso a petición. Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

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Grzegorz Honisz

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Mariusz Drabecki y Grzegorz Honisz

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Klaudia Kulak

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Correspondencia es Mariusz Drabecki.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Drabecki, M., Toczyłowski, E., Pieńkosz, K. et al. Problemas de asignación multicriterio para la optimización de los servicios de urgencias médicas (SEM), considerando la especialidad no homogénea de los servicios de urgencias y de las dotaciones de los SEM. Informe científico 13, 7496 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33831-7

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Recibido: 18 noviembre 2022

Aceptado: 19 de abril de 2023

Publicado: 09 mayo 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-33831-7

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